Новая технология для изделий из ниобиевых сплавов повысит долговечность оборудования в энергетическом и химическом отраслях.
Исследователи Университета МИСИС совместно с китайскими коллегами создали уникальное защитное покрытие для деталей из ниобиевых сплавов, применяемых в энергетическом и химическом секторах. Это покрытие демонстрирует значительно улучшенную стойкость к износу и высоким температурам. Оно превосходит обычный ниобий без специальной обработки в 25 раз по износостойкости и в несколько раз по жаростойкости, как указано на сайте учебного заведения.
Высокая устойчивость к коррозии и тепловым нагрузкам делает тугоплавкие металлы, включая изделия из ниобия, крайне необходимыми для производства сложного промышленного оборудования, используемого в нефтехимии, электронике и металлургии. Однако в условиях повышенных температур и агрессивных сред такие материалы подвержены значительному износу и повреждениям.
Для решения проблемы быстрого износа ученые предложили инновационный метод — использование искрового плазменного спекания. Эта технология подразумевает создание специальных покрытий с уникальными структурами с помощью высокочастотных электрических импульсов постоянного тока. Метод обеспечивает формирование прочных защитных слоев, что значительно увеличивает долговечность и надежность производимых компонентов. Благодаря этому процессу удается существенно улучшить эксплуатационные характеристики продукции, продлевая её срок службы и предотвращая преждевременный выход из строя дорогостоящего оборудования.
В качестве сырья использовался порошок, полученный методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Этот материал представлял собой композицию из смеси дисилицида молибдена, полученного из отработанных нагревательных элементов, а также силицидов и боридов циркония, гафния и ниобия.
«На подложках из ниобиевого сплава мы создали покрытие, которое препятствует диффузии атомов кислорода вглубь материала, тем самым защищая его от окисления при высоких температурах и дальнейшего разрушения. За счет образования слоистой структуры, состоящей из боросиликатного стекла, оксидов и силикатов циркония и гафния, оно обладает эффектом самозалечивания дефектов», — подчеркивает Евгений Левашов, член-корреспондент РАН, заведующий кафедрой порошковой металлургии и функциональных покрытий (ПМиФП), директор Научно-учебного центра СВС МИСИС-ИСМАН (НУЦ СВС).
По мнению специалистов, разработанный материал будет востребован в тех сферах, где оборудование подвергается высоким нагрузкам и функционирует в жестких температурных условиях.
Тем временем зарубежные исследователи обнаружили в металлах загадочные атомные структуры.
Фото: hi-tech.mail.ru